Danny Hillis: Közelítsük meg a rákot a proteomika felől

Elismerem, hogy kicsit izgulok, mert egy nagyobb közönség előtt, mely nálam sokkal többet tud a rákról, radikális dolgokat fogok mondani arról, hogyan gondolkozzunk másképp a rákról. Azt is elárulom ám, hogy annyira azonban mégsem izgulok, mint amennyire indokolt, mert erősen hiszem, hogy igazam van. (Nevetés) Hiszem, hogy ez lesz a jövőben a rákkezelés módja. Hogy a rákról beszéljek, el kell magamnak intézni egy nagy diát. Először megpróbálom új nézőpontból bemutatni a genomikát. Tágabb perspektívába akarom helyezni, olyan képbe, melyen a folyamatot egészében lehet látni -- majd áttérek valami olyannak a tárgyalására, amiről még nem hallottak, s ez a proteomika. Ezek elmagyarázása megvilágítja majd, hogy mit értek a rák kezelésének új megközelítése alatt.

Kezdjük tehát a genomikával. Ez egy mindig aktuális téma. Sokat tanulhatunk e téren. Nagy mérföldkő Megvannak a korlátai. Kiváltképpen, valószínűleg mindannyian ismerik azt a hasonlatot, hogy a génállomány olyan, mint a szervezetünk kapcsolási rajza. Bárcsak igaz lenne! De nem az. Olyan, mint egy lista a tested alkotórészeiről. Nem árul el semmit arról, hogy miképp kapcsolódnak, mi mit okoz, stb. Ha tehát egy hasonlattal akarunk élni, mondjuk azt, hogy valaki el akarná magyarázni, mi a különbség egy jó, egészséges étterem, és egy egészségtelen étterem között, s mindehhez csupán az ételeik hozzávalóinak listája állna rendelkezésére, mely az élelmiszerraktárukban volt. Lehet, hogy elmegy valaki egy francia étterembe, körülnéz, és látja, hogy csak margarint használnak, vajat egyáltalán nem, mondhatja, hogy "Á, látom már, mi nem stimmel itt. Majd én rávezetem őket arra, mi az egészséges." Minden bizonnyal vannak különleges esetek is. Biztos meg tudná mondani, mi a különbség egy kínai és egy francia étterem között az alapján, hogy mi van a raktárukon. A hozzávalók listája tehát mindenképpen mond valamit, olykor azt, hogy valami gond van. Ha többtonnányi só szerepel a listán, kitalálhatjuk, hogy túl sok sót használnak, vagy ilyesmi De korlátozott, mert ahhoz, hogy valóban meg tudjuk, hogy egészséges-e az étterem, ahhoz meg kell kóstolnunk az ételeit, és betekintést kell nyernünk a konyhájába, szükségünk van az összetevőkből készült ételre.

Ha tehát veszünk egy tetszőleges személyt, és megvizsgáljuk a génállományát, ugyanez történik. A génállománynak az a része, melyben olvashatunk, a hozzávalók listája. És valóban, van olyan, hogy találunk olyan összetevőket, melyek rosszak. A rángógörcs egy olyan megbetegedés, melynél mindössze egy rossz hozzávalónk van, s máris megbetegszünk, s ezt közvetlen kapcsolatba hozhatjuk ezzel az összetevővel. Legelsősorban azzal kell tisztában lennünk, hogy mi folyik a konyhában, mert, a beteg emberek jobbára egészséges emberek voltak valaha -- a génállományuk nem változott. A génállomány tehát valóban sokkal többet árul el a hajlamról. Amit kapásból el tudunk mondani az összetevőik listájára pillantva az az, hogy mi a különbség egy ázsiai és egy európai között. Az esetek nagy részében azonban nem igazán tudjuk megállapítani mi a különbség egy egészséges és egy beteg ember között - néhány különös eset kivételével.

Akkor meg mi ez a felhajtás a genetika körül? Nos, először is az, hogy tudunk benne olvasni, ami fantasztikus. Bizonyos körülmények között ez nagyon hasznos. Másfelől a biológia nagy elméleti vívmánya. Az a bizonyos elmélet, melyben a biológusok tényleg nem tévedtek. Darwin, Mendel, és a többiek mind erre építkeztek. Ez az, ahol elméleti építményt jósoltak meg. Mendelnek volt ez az elképzelése: a gén mint absztrakció. Darwin pedig egy egész elméletet épített, melynek alapja a gének létezése volt. Azután Watson és Crick addig keresgélt, míg találtak egyet. A fizikában mindig ez történik. Az ember előrejelzel egy fekete lyukat, majd belenéz a távcsőbe, és ott van, ahogy mondta. A biológia területén azonban ez ritkán fordul elő. Ez a nagy diadal tehát - olyan jó - a biológiában már-már vallásos élménynek számít. A darwini evolúció igazán magvas elmélet.

Népszerűségének másik oka pedig az, hogy mérhető, azaz digitális. Valójában, Kary Mullis-nak köszönhetően a génállományunkat ténylegesen meg tudjuk mérni otthon a konyhában néhány kiegészítő kellék segítségével. A génállomány mérése során például 2 génállomány hasonlósága révén sokat megtudtunk arról, hogy milyen viszonyban állunk más állatokkal, vagy hogyan áll 2 személy rokonságban -- mutatja ezt a családfa, vagy az élet fája. A genetika, ha csak a genetikai hasonlóságok vizsgálását vesszük, hatalmas információs anyaggal rendelkezik. Na most természetes, hogy az orvosi alkalmazása nagyon hasznos, hiszen ez ugyanaz a fajta információ, melyet az orvos a családi kórtörténetből ismer meg -- talán egyedül maga a génállomány tud jóval többet a kórtörténetünkről mint mi magunk. A genetikai vizsgálat során tehát sokkal többet tudhatunk meg valakinek a családjáról, mint amennyit maga az illető tud. Olyan dolgokat fedezhetünk fel, melyekre az illető is rájöhet, ha alaposan megvizsgálja a rokonait, de ezek meglepőek lehetnek Én elvégeztem a 23andMe genetikai vizsgálatát, és nagyon meglepődtem, hogy kövér és kopasz vagyok. (Nevetés) Néha azonban ennél sokkal hasznosabb dolgokat is megtudhatunk.

Legtöbbször nem is azt kell megtudnunk, mire van hajlamunk, ahhoz, hogy megtudjuk, hogy betegek vagyunk-e, hanem azt, hogy éppen mi történik a szervezetünkben. Ehhez pedig arra van szükségünk, hogy megnézzük, a gének mit csinálnak, és mi történik a genetika után. Erről szól a proteomika. Csak úgy mint ahogy a génállomány a gének összességének tudománya, a proteomika a fehérjék összességének tudománya. A fehérjék pedig a szervezetben felgyülemlett apró dolgok sokasága, melyek a sejtek között jeleznek egymásnak -- voltaképpen üzemben álló gépek. Itt zajlanak a dolgok. Az emberi szervezet alapvetően kommunikáció, mind a sejteken belül, mind pedig a sejtek között, egymást növekedésre biztató és halálra ítélő sejtek párbeszéde. Amikor pedig betegek vagyunk, valami zavar van a kommunikációban. Az a helyzet, hogy -- sajnos ehhez nem áll rendelkezésünkre olyasmi, amivel meg tudnánk mérni, mint ahogy a génállomány esetében.

A probléma a méréssel tehát az, hogy -- ha megpróbáljuk megmérni az összes fehérjét, az egy nagyon aprólékos folyamat. Száz meg száz lépésből áll, és hosszú-hosszú időbe telik. Számít, hogy mennyi fehérjéről van szó. Előfordulhat az a figyelemreméltó eset, hogy a fehérje 10 %-al változik, nem egy szép digitális dologról van szó, mint a DNS esetében. A problémánk pedig az, hogy jön valaki, épp ennek a roppant hosszú folyamatnak a közepén megáll egy pillanatra, egy másodpercre otthagy valamit egy enzimben, és onnantól kezdve az összes mérési eredmény hirtelen érvénytelen. Ezáltal pedig nagyon egyenetlenek a mérési eredmények. Noha vannak, akik nagyon erőlködtek ezen. Én többször megpróbáltam, foglalkoztam a problémával, de feladtam.

Sorra kaptam a telefonhívásokat David Agus onkológustól. Az Applied Minds-hoz is sok hívás fut be olyanoktól, akik segítséget szeretnének, s úgy voltam vele, hogy illene visszahívni, de aztán folyton halogattam. Egy napon felhívott John Doerr, Bill Berkman és Al Gore. Mind ugyanazon a napon, hogy emlékeztessenek arra, hogy vissza kell hívnom David Agus-t. (Nevetés) "Rendben"- gondoltam - "Ezeknek a fickóknak legalább van kapcsolati tőkéjük." (Nevetés) Akkor aztán elkezdtünk beszélgetni, és azt mondta, "komolyan szükségem van egy jobb módszerre, amivel a fehérjék mérhetők." Erre én: "Foglalkoztam a kérdéssel." Nem lesz egyszerű." Mire ő: "De, de nekem erre nagyon nagy szükségem van. Tudod, naponta látom, ahogy halnak a betegeim, mert nem tudjuk, mi zajlik bennük. Rá kell erre néznünk valahogyan." Konkrét példákat hozott fel arra, milyen esetekben lett volna rá tényleg szüksége. Akkor rájöttem, hogy valóban sokat számítana, ha meg tudnánk ezt csinálni. Azt mondtam neki: "Rendben. Próbáljuk meg."

Az Applied Mindsnak van elég pénze ahhoz, hogy belekezdjünk valamibe anélkül, hogy külső támogatást, engedélyt vagy bármit kellene kérnünk. Elkezdtünk tehát ezzel szórakozni. Ahogy ezt csináltuk, rájöttünk, hogy mi okozta az elsődleges problémát -- röviden összefoglalva, emberek végezték az összetett folyamatokat és ami igazán fontos volt az az, hogy ezeket a folyamatokat futószalagként automatizáljuk és olyan robotokat építsünk, amik majd a fehérjéket mérik. Megcsináltuk. A Daviddal való együtműködésünk során végül létrehoztunk egy kis céget, az Applied Proteomics-t, mely a robotizált futószalagot állítja össze, és a fehérjéket nagyon következetesen méri. Megmutatom, hogyan történik a fehérje bemérése.

Alapjában véve azt tesszük, hogy veszünk egy csepp vért a pácienstől, és ebben az egy csepp vérben elkülönítjük a fehérjéket aszerint, hogy mi a súlyuk, milyen mértékben csúsznak, és egy ábrában rendezzük őket. Ilyen módon szó szerint százas illetve ezres nagyságrendben figyelhetjük őket meg abban az egyetlen csepp vérben. Holnap vehetünk egy másik csepp vért, és látni fogjuk, hogy a fehérjék holnap más értéket mutatnak-- Más étkezések után és más alvást követően. Komolyan sokat árulnak el arról, hogy mi zajlik a szervezetben. Ez a kép, ami úgy nézhet ki, mint egy nagy folt, az, ami igazán megborzongatott, és azt az érzést keltette bennem, hogy jó úton járunk. Ha felnagyítom ezt a képet, jobban meg tudom mutatni, miről is van szó. Balról jobbra látjuk a fehérjéket megkapjuk a részletek súlyértékét. Fentről lefelé pedig azt látjuk, hogy mennyire csúszósak. Ezt most csak azért nagyítjuk tehát fel, hogy jobban látszódjon. Minden sor valami olyan tulajdonságot képvisel, amit a fehérje részecskéből ismertünk meg. Látható, hogy miképp alakulnak ki a sorok ezekből a csoportokból, bum, bum, bum, bum, bum. Mert olyan pontosan mérjük a súlyt, hogy -- a különböző izotópok szénnel vegyülnek, ha tehát van egy neutron pluszban, akkor különböző kemikáliaként végezzük a mérést. Tehát minden izotópot különböző izotópként.

El tudják képzelni, hogy milyen kitűnő érzékenységű.. Az ábra láttán kicsit olyanok leszünk, mint Galileo, aki a csillagokat vizsgálta, és amikor először nézett a távcsövébe. Először kiálthatunk fel: "Ó, ez összetettebb, mint gondoltuk" De láthatjuk ezt a dolgot odakinn, látjuk, hogy milyenek. Ez az aláírás, amiből meg akarunk tudni valamit. Mihez kezdünk ezzel? Megvizsgálhatunk például két különböző beteget, az egyik válaszol a gyógyszerre, a másik nem, és feltesszük a kérdést: "Mi történik bennük másképp?" Ezeket a méréseket tehát éppen elég alkalommal tudjuk megtenni ahhoz, hogy megvizsgáljunk két beteget, hogy kiderüljenek a különbözőségek.

Itt látjuk, Alice-t zölddel jelöltük, Bobot pirossal. Összevetjük őket. Ez a jelenlegi eredmény. Láthatjuk, hogy nagy az átfedés, ezt jelöli a sárga szín, de van valami, ami csak Alicenél figyelhető meg, és valami, ami csak Bobnál. Ha megtaláljuk, mi az, ami alapján a gyógyszerre reagálnak, akkor látjuk, mi az a körülmény a vérükben. ami alapján reagálnak a gyógyszerre. Lehet, hogy nem is tudjuk mi az a fehérje, de látjuk a betegségre való válaszreakció jelzőjét. Ez, úgy gondolom, már önmagában nagyon hasznos dolog minden gyógyászat esetében. Azt hiszem azonban, hogy ez csak a kezdete annak, hogy hogyan fogjuk kezelni a rákot. Térjünk tehát át a rákra.

A rákkal az a helyzet, hogy amikor elkezdtem a témával foglalkozni, nem tudtam róla semmit, de David Agussal dolgozva elkezdett érdekelni a rákgyógyítás, és elkezdtem műtétekre járni, ahol a rákot kioperálták. Úgy láttam, ennek a fajta megközelítésnek nincsen értelme. Azért, hogy értelme legyen, meg kellett tudnom, hogy hogy alakult ki. Majdhogynem úgy kezeljük a rákot, mintha ragályos betegség lenne. Úgy kezeljük, mintha kivülről került volna a szervezetbe, és meg kellene semmisítenünk. Ez tehát a nagyszerű paradigma. Egy másik eset, melyben a biológia egy elméleti paradigmája tényleg működött -- a betegségek bacilus-elmélete volt. Az orvosokat jobbára arra képesítik, hogy diagnosztizáljanak -- vagyis arra, hogy beskatulyázzanak -- és tudományosan bevált módszerekkel kezeljék ezt a diagnózist. Ez márpedig remekül működik a fertőző betegségek esetén. Amennyiben tehát besoroljuk egy kategóriába, például, hogy szifiliszes, adhatunk penicillint. Tudjuk, hogy az hatni fog. Ha maláriás a beteg, kinint adunk, vagy annak valamilyen származékát. Ez a legalapvetőbb dolog, amire az orvosokat felkészítették. Fertőző betegségek esetén csodálatosan működik -- de még mennyire jól! A közönség tagjai közül sokan valószínűleg nem is lennének közöttünk, ha az orvosok ezt nem tennék.

De térjünk át a rendszer megbetegedésekre, mint amilyen a rák. A rák esetében az a gond, hogy a rákon kívül más nem került be a szervezetbe. Csak a beteg van, megtörve. A szervezetben zajló beszélgetés valahogy összezavarodott. Hogyan diagnosztizáljuk ezt a beszélgetést? Először is testrészekhez rendelten vizsgáljuk-- vagyis, hogy mely testrészben jelentkezett -- És e testrészek szerint kategorizáljuk be a betegeket. Azután elvégezzük a tüdőrák, a prosztata-rák és a mellrák gyógyszerének klinikai kísérletét oly módon, hogy különálló betegségekként kezeljük őket. Azonban ha ily módon különböző betegségekként kezeljük őket, úgy teszünk, mintha a megkülönböztetésükkel közelebb jutnánk ahhoz, hogy mi a gond. De természetesen nem sok köze van ahhoz, hogy mi a gond. Hiszen a rák a rendszer meghibásodása. Valójában azt gondolom, hogy a rákról egyáltalán nem is mint "dologról" kell beszélnünk. Azt hiszem, ebben áll a nagy tévedésünk. Úgy vélem, a rákot nem is főnévként kell használni. "Rákolásról" kellene beszélnünk, olyasvalamiről, amit mi csinálunk, nem olyasvalamiről, amit birtoklunk. A tumorok tehát a rák tünetei. A szervezetünk valószínűleg minduntalan "rákol." De több rendszer is van a szervezetben, amely kordában tartja a rákot.

Mondok egy hasonlatot csak hogy érthetőbb legyen, miről beszélek, amikor azt mondom, hogy a rák ige. Képzeljék el, hogy nem tudunk semmit a vízvezetékszerelésről, és pont, amikor szóba jön a témája, és hazaérünk, látjuk, hogy beázott a konyha, és felkiáltunk, hogy "Jaj, víz van a házban." Két nézőpontot különböztethetünk itt meg: a vízvezeték szerelő azt kérdezné: "hol a víz?" "A konyhában". "Jó, akkor a konyhában szerelünk". Szóval ilyen szinten vagyunk. "Hogy szerelünk?" Igen, először feltöröljük a nagyját. Tudhatjuk, hogy ha Draino-t permetezünk a lefolyóba, az is segít. Ezzel szemben ha a nagyszoba ázik be, jobban járunk, ha a tetőfedéssel kezdjük. Ostobán hangzik, de alapjában véve ilyenek vagyunk. Nem azt mondom, hogy mulasszunk el valamit, ami itt a víz feltörlése, ha rákról van szó. Azt mondom, hogy nem ez a valódi probléma; ez a problémának a tünete.

Ahova valóban el kell jutnunk, az a folyamat megértése, az pedig a proteomikus mozzanatok szintjén történik, az a kérdés, hogy miért nem indulnak be a szervezet öngyógyító folyamatai, ahogy máskor? Hiszen máskor a szervezetünk folyton megküzd ezzel a problémával. A lakásban mindig vannak szivárgások. De nem mindig okoznak gondot. A víz elfolyik a lefolyóba, stb. Amire tehát szükségünk van, az egy okozati modell, mely mutatja, hogy mi is történik. A proteomika pedig lehetőséget biztosít számunkra egy ilyen modell felállításához.

David meghívott, hogy tartsak egy előadást a Nemzeti Rák Intézetben, és ott volt Anna Barker is. Amikor az előadás során ott tartottam, hogy "Gyerekek, Miért nem vágtok ebbe bele?", Anna azt mondta: "Mert senki nem fogja a rákot így megközelíteni. Viszont azt megtehetjük, hogy létrehozunk egy programot a rákkutatás területén kívül állók számára, hogy üljenek össze olyan orvosokkal, akik tényleg szakértők a témában és dolgozzanak ki különböző programterveket." Így aztán Daviddal jelentkeztünk erre a programra, és konzorciumot hoztunk létre az USC-n, ahol a Cold Spring Harbortól a Stanfordon át Austinig - most nem sorolom fel a többi neves helyet, a világ legjobb onkológusai dolgoznak, a világ néhány legjobb biológusáról nem is beszélve, hogy öt évre szóló kutatási projektet dolgozzunk ki, és megkíséreljük a ráknak egy ilyen modelljét felépíteni. Először egerekkel kísérletezünk. Sok egeret meg fogunk ölni a kísérlet során, de haláluk nemes célt fog szolgálni. Kilátásba helyezzük, hogy a jövőben lesz egy olyan modell, ami alapján megérthetjük, mikor lesz az ember rákos, mi is történik ilyenkor valójában, és mely kezelés szükséges.

Hadd fejezzem be egy képpel, ami bemutatja, hogy véleményem szerint hogy fog kinézni a jövő rákkezelése. Végül azt gondolom, ha birtokában lennénk egy ilyen modellnek, ami meg fog történni -- vagyis a csapatunk talán nem jut el odáig -- de lesz egy nagyon jó számítógépes modellünk -- valami olyasmi, mint a globális klíma-modell az időjárás terén. Különféle információval szolgál több különböző skálán arról, milyen folyamatok zajlanak a proteomikus párbeszédkor. Mi pedig szimulálni fogunk ezzel a modellel az adott rákfajtájának megfelelően -- az ALS-re és bármelyik idegrendszeri megbetegedésre is alkalmazható lesz. Ily módon, személyre szabottan szimuláljuk majd, nem egy általánosságban vett személyre, hanem azt nézzük, hogy az adott egyénben épp mi zajlik.

Amit meg tudtunk tenni a szimuláció során, az az, hogy személyre szabott kezelések sorát tervezzük meg, és ezek lehetnek nagyon finom kezelések, nagyon kis adag gyógyszerekkel. Előfordulhat, hogy azt mondjuk valakinek, hogy kimondottan aznap ne egyen ezt vagy azt, vagy adunk egy kis kemoterápiát, talán egy kis sugárkezelést. Persze fogunk műtéteket is végrehajtani néha stb. A lényeg, hogy személyre szabottan tervezzük a kezelési programot, és segítjük a szervezetet visszaterelni az egészség útjára, visszatereljük az egészség felé. Hiszen a szervezet úgyis meg fogja tenni a maga gyógyító folyamatát, elég lesz, ha rossz irányból bombázzuk. Olyankor sínbe tesszük - képletesen. A szervezetnek tulajdonképpen nagyon nagyon sok mechanizmus van a rák gyógyítására, nekünk csak a jó irányba kell ezeket terelnünk, onnantól már tudják, mi a dolguk.

Azt gondolom, ez lesz a jövő rákgyógyítási módja. Fáradságos munkát fog igényelni, sok kutatást. Sok, a miénkhez hasonló csapat fog alakulni, hogy ezen dolgozzon. De végül is azt gondolom, hogy mindenki számára elérhető lesz egy személyre szóló rákkezelési program.

Köszönöm szépen.

(Taps)